Nghiên cứu úng dụng hỗn hợp chitosan trà xanh trong bảo quản một số sản phẩm từ cá tra

BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
-----oOo-----

BÁO CÁO
ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP TRƢỜNG NĂM 2013

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỖN HỢP
CHITOSAN - TRÀ XANH TRONG BẢO QUẢN
MỘT SỐ SẢN PHẨM TỪ CÁ TRA

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: Th.S NGUYỄN THỊ THANH BÌNH
VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM

TP. HCM, THÁNG 12 /2013


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.Tổng quan về cá tra
1.1.1. Phân loại và đặc điểm hình thái
Cá tra có tên khoa học là Pangasianodon hypophthalmus hay Pangasius
hypophthalmus. Trong tự nhiên, cá tra phân bố chủ yếu trên lƣu vực sơng Mê-kơng và
có mặt ở 4 nƣớc: Lào, Việt Nam, Campuchia, Thái Lan. Hiện nay, Việt Nam là nƣớc
có sản lƣợng cá tra ni lớn nhất thế giới.
Bảng 1.1. Hệ thống phân loại khoa học cá tra
Phân loại khoa học
Tên khoa học
Giới

Animalia

Ngành

Chordata

Lớp

Actinopterygii

Bộ

Siluriformes

Họ

Pangasiidae

Chi

Pangasius

Loài

Pangasianodon hypophthalmus
(Nguồn: Alessandro, 2008)

Theo Trƣơng Thủ Khoa và Trần Thị Thu Hƣơng (1993), lồi cá Tra đƣợc
mơ tả nhƣ sau:
-

Đầu rộng, dẹ bằng. Mõm ngắn, nhìn từ trên xuống chót mõm trịn.

-

Miệng trƣớc rộng ngang, khơng co duỗi đƣợc có dạng hình vịng cung và năm

trên mặt phẳng ngang.
-

Răng nhỏ mịn, răng vòm miệng chia thành 4 đám nhỏ, mỏng, nằm trên đƣờng

vòng cung, đơi khi bị che lấp bởi nếp da vịm miệng.
-

Lỗ mũi sau gần lỗ mũi trƣớc hơn mắt và nằm trên đƣờng thẳng kẻ từ lỗ mũi

trƣớc đến cạnh trên của mắt.

4


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

-

Có hai đôi râu, râu mép kéo dài chƣa chạm đến gốc vi ngực, râu cằm ngắn hơn.

-

Thân thon dài, phần sau dẹp bên. Đƣờng bên hoàn toàn và phân nhánh, bắt đầu

từ mép trên của lỗ mang đến điểm giữa gốc vi đuôi. Mặt sau của vi lƣng, vi ngực có
răng cƣa hƣớng xuống gốc vi. Vi bụng kéo dài chƣa chạm đến khởi điểm của gốc hậu
mơn.

Hình 1.1. Cá tra nuôi (Pangasianodon hypophthalmus)
1.1.2. Giá trị dinh dƣỡng của cá tra
Cá tra là lồi có giá trị dinh dƣỡng cao vì thành phần chứa nhiều chất đạm, nhiều
EPA và DHA, ít cholesterol. Lƣợng protein trong cá tra vào khoảng 23% đến 28%,
tƣơng đối cao hơn các loài cá nƣớc ngọt khác (16-17% tùy loại cá). Các protein của cá
đều dễ tiêu hóa và dễ hấp thu hơn thịt động vật khác. Mặt khác, thành phần các protein
trong cá tra vừa có chứa đầy đủ các acid amin cần thiết cho cơ thể lại vừa có tỷ lệ các
acid amin thiết yếu (EAA) rất cân bằng và phù hợp với nhu cầu EAA của con ngƣời.
Bảng 1.2. Thành phần dinh dưỡng của cá tra
Thành phần dinh dƣỡng trên 100g thành phẩm ăn đƣợc
Tổng năng
lƣợng cung
cấp (calori)

Chất đạm
(g)

Tổng lƣợng
chất béo (g)

Chất béo
chƣa bão hịa
(có DHA,
EPA)

Cholesterol
(%)

Natri (mg)

124.52

23.42

3.42

1.78

0.025

70.6

(Nguồn: idiseafood.com)

5


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

Về chất béo, hàm lƣợng chất béo trong cá tra ít hơn so với thịt nhƣng chất lƣợng
mỡ cá lại tốt hơn. Các acid béo chƣa no hoạt tính cao chiếm từ 50% đến 70% trong
tổng số lipid bao gồm oleic, linolenic, arachidonic, klupanodonic... Nhiều nghiên cứu
khoa học đã phát hiện rằng trong chất béo chƣa bão hòa của cá tra có chứa nhiều acid
béo Omega 3 (EPA và DHA). Hàm lƣợng cholesterol trong cá tra, basa cực kỳ thấp,

chỉ chiếm khoảng 0.02% thành phần thịt cá (cụ thể là xấp xỉ 22mg đến 25mg trên 100g
cá thành phẩm ăn đƣợc).
1.2. Tổng quan về trà xanh
1.2.1. Giới thiệu chung
Cây trà có tên khoa học là Camellia sinensis thuộc họ Theaceae. Từ lâu con
ngƣời đã nhận biết đƣợc tính ƣu việt và tính đa chức năng của loại cây này. Nhiều tác
giả đã nghiên cứu về các đặc tính của cây trà và chỉ ra hai đặc tính sinh học tiêu biểu
của trà là đặc tính chống oxy hóa và khả năng kháng khuẩn.
Theo Trịnh Xuân Ngọ (2009) cây trà có nguồn gốc từ Đông Nam Châu Á. Đây
là một loại cây công nghiệp lâu năm, cho hiệu quả kinh tế cao, đƣợc trồng ở hơn 30
quốc gia. Trà có nhiều giống khác nhau, các giống trà phổ biến hiện nay là: Thea
Jiunnanica, Thea Assamica, Thea Ainensis, có nguồn gốc từ Trung Quốc và miền Bắc
nƣớc ta. Ngày nay, ở hầu hết các tỉnh có đều kiện thuận lợi đều trồng trà, song ba vùng
trồng trà lớn nhất. Về phân loại khoa học cây trà đƣợc thể hiện trong bảng sau:
Bảng 1.3. Phân loại khoa học của trà xanh
Phân loại khoa học
Giới

Plantee

Ngành

Magnoliopsida

Bộ

Ericale

Họ

Theaceae

Chi

Camellia

Loài

C.Sinensis
(Nguồn: Trịnh Xuân Ngọ, 2009)

6


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

1.2.2. Thành phần hóa học của lá trà
Thành phần chính của lá trà là nƣớc nó chiếm 75 – 82%, có quan hệ đến q trình
biến đổi sinh hóa trong búp trà và đến sự hoạt động của các men, là chất quan trọng
khơng thể thiếu đƣợc để duy trì sự sống của cây. Bên cạnh thành phần chính là nƣớc
thì thành phần và hàm lƣợng các chất hòa tan trong chè là một trong những mối quan
tâm hàng đầu đối với các nhà nghiên cứu về trà xanh. Trong đó nhóm chất polyphenol
đƣợc xem nhƣ thành phần quan trọng nhất, chiếm khoảng 36% chất khơ (Srijanani
Sundararajan, 2008). Với mục đích nghiên cứu đặc tính chống oxy hóa và kháng
khuẩn của trà xanh, trong nghiên cứu này chúng tôi chỉ tập trung khảo sát vai trò của
hợp chất polyphenol trong lá trà. Theo Chi-Tang Ho (2008), thành phần chính của
polyphenol trong lá trà đƣợc trình bày nhƣ bảng 1.4.
Bảng 1. 4 Thành phần các hợp chất polyphenol trong lá trà xanh
Thành phần

Hàm lƣợng

Tổng số

18 – 36%

Flavan-3-ols(catechin)

12 – 24%

Flavonol và glycosides

3 – 4%

Anthocyanins, Leucoanthocyanidin

2 – 3%

Phenolic

~ 5%

1.2.3. Đặc tính sinh học của trà
Hoạt tính chống oxy hóa
Có nhiều nghiên cứu đã khẳng định hoạt tính chống oxy hóa chính của trà là do
hoạt tính của các hợp chất polyphenol.

7

Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

Hình 1.2. Các nhóm có chức năng chống oxy hóa của các polyphenol
Mai Tun, Vũ Bích Lan và Ngơ Đại Quang đã nghiên cứu hoạt tính chống oxy
hóa của polyphenol tách chiết từ lá trà xanh để bảo quản hạt dầu cải và đƣa ra kết luận
polyphenol chiết xuất từ lá trà xanh thứ phẩm có tác dụng kháng oxy hóa rất rõ rệt và
mạnh hơn nhiều so với acide ascorbic và tocopherol. Tác dụng sinh học của các
polyphenol trà hay của dịch chiết lá trà xanh đƣợc giải thích là do chúng có tác dụng
khử các gốc tự do, giống nhƣ tác dụng của các chất antioxidant. Trong các polyphenol
trà, những gốc có chức năng chống oxy hóa là gốc ortho-3,4-dihydroxyl (catechol),
hoặc các vị trí 3,4,5-trihydroxyl (gallate) của vịng B, nhóm gallate ở vị trí C3 của
vịng C, nhóm hydroxyl ở vị trí C5, C7 của vịng A. (Hình 1.2)

Hình 1. 3. Cơ chế chống oxy hóa của polyphenol
Cơ chế chống oxy hóa của trà thuộc cơ chế chống oxy hóa của các hợp chất
phenol. Tính chống oxy hóa của các ankylphenol thể hiện ở chỗ chúng có khả năng vơ
hiệu hóa các gốc peroxyt, do đó nó có thể cắt mạch oxy hóa. Sản phẩm đầu tiên xuất
hiện là các gốc phenol tạo thành do nguyên tử hydro của nhóm hydroxyl đƣợc nhƣờng
cho gốc peroxyt (hình 1.3)

8


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

Các gốc phenol rất ổn định, kém hoạt tính, nhờ vậy chúng khơng có khả năng
sinh mạch oxy hóa tiếp theo. Hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất ankylphenol
đƣợc tăng lên bằng cách hydroxyl hóa vào phân tử phenol, vì các hợp chất polyphenol
có hoạt tính tốt hơn monophenol.
Chúng có một số tính chất sau:

 Dạng khử của chúng có thể phản ứng với các gốc tự do, chuyển thành dạng oxy
hóa:

Dạng quinon

Dạng
hydroquinone

(Dạng oxy hóa)

(Dạng khử)
 Dạng oxy hóa của chúng có thể chuyển thành dạng lƣỡng gốc và nhƣ vậy chúng
có khả năng phản ứng với hai gốc tự do nữa.

 Đặc biệt dạng oxy hóa và dạng khử của chúng có thể tƣơng tác với nhau thuận
nghịch tạo gốc Semiquinon:

Ngoài ra, các hợp chất catechin trong trà cịn có khả năng tạo phức kim loại chủ
yếu là Fe, Cu, đây là những chất xúc tác để tạo ra những gốc tự do. Tỉ lệ EGC, EGCG,
ECG và EC tạo phức với kim loại là 3:2, 2:1, 2:1, 3:1.

9


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

Cả catechin và theaflavin có thể tạo phức với Fe (III). Theaflavin có thể tạo
phức với Fe (III) để tạo thành dạng phức, sau đó bị oxy hóa thành o-quinon và đƣợc
chuyển đổi thành dehdro theaflavin, theanaph thoquinon và polymer.
Hoạt tính kháng khuẩn

Tháng 8/1996 giáo sƣ T. Shimaura công tác tại trƣờng Đại học y khoa Showa
(Nhật Bản) đã có cơng trình diễn thuyết “về tác động diệt khuẩn E-coli-157” tại hội
thảo chuyên đề diệt khuẩn của trà xanh. Ông đã khẳng định rằng catechin trong trà
xanh có khả năng tiêu diệt các loại vi khuẩn làm hƣ hỏng thực phẩm và loại bỏ các độc
tố do chúng gây ra. Các thí nghiệm của ơng cho thấy trà xanh có thể diệt 100.000
khuẩn E. Coli trong vòng 5 giờ. Cơ chế hoạt động của các catechin là phá hủy màng tế
bào bên ngồi của vi khuẩn.
EGCG và ECG là catechin có khả năng kháng khuẩn mạnh nhất. Catechin là
polyphenol có thể gây ra hiện tƣợng ngƣng kết bằng cách tạo liên kết trực tiếp với
protein. Đây là tính chất đặc trƣng của catechin chịu trách nhiệm cho hoạt tính kháng
khuẩn.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng thành phần của thành tế bào là yếu tố quyết
định đến khả năng kháng EGCG của vi khuẩn. Peptidoglycan trong thành tế bào vi
khuẩn có khả năng ngăn chặn các hoạt động diệt khuẩn của EGCG. Peptidoglycan là
một phức liên kết ngang của polysaccharide và peptide. Thành tế bào của vi khuẩn
gồm có 30 – 50 lớp peptidoglycan bảo vệ vi khuẩn trƣớc áp suất thẩm thấu. EGCG có
thể trực tiếp liên kết với peptidoglycan và làm tế bào bị đông tụ ngăn cản hoạt động
sinh tổng hợp của vi khuẩn. Catechin của trà có khả năng ức chế các enzym có nguồn
gốc từ vi khuẩn.
Để ức chế hoạt động của enzyme, EGCG liên kết trực tiếp với các phân tử sinh
học và gây ra hiện tƣợng ngƣng kết làm mất hoạt tính của enzyme.

10


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

1.3. Tổng quan về chitosan
1.3.1. Giới thiệu chung
Chitosan là một polysaccharide gồm các phân tử D-glucosamine hoặc 2 - amino2-deoxy-D-glucose liên kết với nhau bằng liên kết β(1,4) glycosidic, công thức hoá

học của chitosan là (C6H11NO2)n với n = 700 – 4500. Chitosan đƣợc tạo ra từ quá trình
khử acetyl của chitin. (Sandford, 1989)
Chitin là một polysaccharide xuất hiện nhiều trong thiên nhiên, chỉ sau cellulose.
Chitin gồm các monomer là N-acetyl-D-glucosanmine liên kết với nhau bằng liên kết
β(1,4) glycosidic. Công thức hố học của chitin là (C8H13NO5)n. Chitin có cấu trúc
tƣơng đồng nhƣ cellulose. (Ruiz – Herrera, 1978)

Hình 1.4. Cấu trúc của chitin, chitosan và cellulose
Chitin và chitosan có thể đƣợc phân biệt dựa trên khả năng hịa tan trong acide
lỗng, khi đó chitosan có khả năng hịa tan cịn chitin thì khơng. Chitosan thƣơng mại
thƣờng đƣợc sản xuất bằng cách deacetyl chitin trong mơi trƣờng kiềm đặc, biến đổi
nhóm N-acetyl thành nhóm amin ở vị trí C2. (Muzzarelli, 1985; Tsugita, 1990)

11


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

Do q trình khử acetyl xảy ra khơng hồn tồn nên ngƣời ta quy ƣớc nếu độ
deacetyl hóa (degree of deacetylation) DD > 50% thì gọi là chitosan, nếu DD < 50%
thì gọi là chitin. (Fereidoon shahidi, 1999)
1.3.2. Đặc tính sinh học của chitosan
Phân hủy sinh học
Chitin và chitosan có thể bị phân giải dƣới tác dụng của các enzyme. Lysozyme,
một protease hiện diện trong tất cả các mô động vật, đóng vai trị phân giải chitosan.
Một số nghiên cứu chỉ ra rằng chiều dài của chuỗi cũng ảnh hƣởng đến tốc độ
suy thoái. Việc kiểm soát tốc độ phân giải của chitin và chitosan đem lại những lợi ích
đáng kể đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực trong đó có ứng dụng trong kỹ thuật tái
tạo mô.
Khả năng kháng khuẩn

Một số nghiên cứu cho thấy chitosan đặc trƣng bởi hoạt động kháng khuẩn
chống lại một loạt các vi sinh vật mục tiêu nhƣ chẳng hạn nhƣ vi khuẩn, nấm men, và
nấm mốc.
Cơ chế chính xác về hoạt động kháng khuẩn của chitosan, chitin và các dẫn
xuất của chúng vẫn chƣa đƣợc biết đến đầy đủ. Tuy nhiên hiên nay có hai cơ chế đƣợc
quan tâm.
 Cơ chế thứ nhất; chitosan là đại phân tử tích điện dƣơng, trong khi màng tế bào
vi sinh vật tích điện âm, do đó xảy ra tƣơng tác tĩnh điện làm cho màng tế bào vi sinh
vật hƣ hỏng, ngăn cản quá trình trao đổi chất qua màng tế bào, đồng thời làm xuất hiện
những lỗ hỏng trên thành tế bào, tạo điều kiện để protein và các thành phần cấu tạo của
tế bào thoát ra ngồi vì vậy tiêu diệt đƣợc vi sinh vật. ( Shahidi, Arachchi, và Jeon,
1999)
 Cơ chế thứ hai là các phân tử chitosan khi phân tán xung quanh tế bào vi sinh
vật sẽ tạo ra các tƣơng tác làm biến đổi ADN, ảnh hƣởng đến quá trình tổng hợp ARN
thơng tin và tổng hợp protein, ngăn cản sự hình thành bào tử, ngăn cản trao đổi chất
hấp thu các thành phần dinh dƣỡng của vi sinh vật. (Sudarshan và cộng sự, 1992)

12


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

Chitosan hoạt động nhƣ một tác nhân kiềm hãm, liên kết có chọn lọc với kim
loại dạng vết do đó ức chế sự sản xuất chất độc và ức chế tăng trƣởng vi sinh vật
(Cuero, Osuji, và Washington, 1991).
Chitosan đóng vai trò nhƣ tác nhân liên kết với nƣớc, ức chế nhiều loại enzyme.
Khả năng chống vi sinh vật của chitosan kém ở pH = 7 do 2 nguyên nhân chính: do
khơng hình thành các điện tích trong chuỗi điện tích và khả năng hòa tan kém trong
nƣớc.
Nhiều nghiên cứu cho rằng chitosan kháng vi sinh vật là do nó tƣơng tác với bề

mặt của vi khuẩn. Fereidoon Shahidi (1999) cho rằng khi nồng độ thấp, chuỗi ion
dƣơng có thể liên kết với ion âm trên bề mặt vi khuẩn tạo nên sự kết dính, trong khi đó
ở nồng độ cao hơn, nhiều điện tích dƣơng sẽ tạo thành một dãy điện tích trên bề mặt vi
khuẩn giúp khả năng kháng khuẩn mạnh hơn.
Theo Fereidoon Shahidi (2005), ở pH 5.5, với nồng độ 0.5 – 1% chitosan có
tác dụng ức chế các loài S. aureus, E.coli, Yersinia enterocolitica, Listeria
monocytogenes. Ở pH 6.5 chỉ có S. aureus bị ức chế ở nồng độ đó trong khi các loại
khác vẫn phát triển ở nồng độ 2.5% (Nồng độ cao nhất đƣợc nghiên cứu).
Một số nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn của chitosan:
 Shahidi (1999) và Wang (1992) quan sát thấy rằng với nồng độ chitosan (1 –
1,5%) ngừng hoạt động hoàn toàn của Staphylococcus aureus sau 2 ngày kể từ ngày ủ
ở pH = 5.5 hoặc 6.5.
 Simpson và cộng sự (1997) nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ khác nhau của
chitosan vào sự phát triển của vi khuẩn vào tôm nguyên liệu. Họ tìm thấy vi khuẩn
Bacillus cereus bị ức chế bởi chitosan nồng độ 0.02% trong khi Eschcoli và Proteus
vulgaris erichia tăng trƣởng tối thiểu tại 0.005% và bị ức chế sự tăng trƣởng ở nồng độ
lớn hơn 0.0075%.
 EL - Ghaouth và cộng sự (1992) đã nghiên cứu ảnh hƣởng của chitosan lên sự
phát triển của của nấm ở quả dâu tây sau thu hoạch. Các tác giả cho thấy rằng chitosan
với 7.2% NH2 làm giảm sự phát triển của Botrytis cinerea và Rhizopus stolonife.

13


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

Theo Jonathan Rhoades khả năng kháng vi sinh vật tùy vào loại chitosan và loại
vi sinh vật. Nấm mốc, nấm men là lồi nhạy với chitosan nhất, sau đó là vi khuẩn
Gram (+), cuối cùng là vi khuẩn gram (-). Chitosan có DD cao hơn thì khả năng chống
vi sinh vật cao hơn, do khả năng hòa tan và mật độ điện tích cao hơn.

Tóm lại khả năng kháng khuẩn của chitosan đối với vi khuần Gram âm mạnh
hơn so với vi khuẩn Gram dƣơng (Chung et al, 2004; No et al, 2002). Trong khi đó vi
khuẩn Gram dƣơng lại nhạy cảm hơn, có thể do vi khuẩn Gram âm có lớp màng chắn
bên ngoài (Zhong et al, 2008).
Khả năng chống oxy hóa
Các sản phẩm thực phẩm chứa một hàm lƣợng cao các chất béo chƣa bão hòa,
dễ mất hƣơng vị, tạo mùi ôi. Chitosan cũng nhờ các dẫn xuất sulphate của chúng đƣợc
thử nghiệm về hoạt tính chống oxy hóa bằng cách sử dụng các gốc superoxyde và
hydroxyl, kết quả chỉ ra rằng chitosan có hiệu ứng chống oxy hóa mạnh mẽ do chúng
có khả năng liên kết với các gốc peroxyde đồng thời chúng cũng có khả năng kìm giữ
các ion kim loại có khả năng thúc đẩy quá trình oxy hóa xảy ra mạnh hơn. Nhờ khả
năng kìm giữ các ion kim loại nên chitosan có thể đƣợc xem nhƣ là một chất chống
oxy hóa tự nhiên nhằm ổn định các loại thực phẩm có chứa lipid để kéo dài thời hạn sử
dụng. (Inmaculada, 2009)
Chitosan có khả năng tạo phức với các ion kim loại sắt tự do. Các gốc amin có
khả năng hình thành phức bền với các aldehyl bay hơi nhƣ MDA do đó ngăn cản q
trình oxy hóa chất béo cũng nhƣ hạn chế việc tạo thành các sản phẩm phụ có mùi vị ơi
gây ảnh hƣởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Khả năng chống oxy hóa phụ thuộc
vào MW, các phân tử có MW trong khoảng 1000 – 3000 Da có hiệu quả chống oxy
hóa cao nhất. Các nhóm amin tự do cũng đóng vai trị quan trọng trong việc kìm hãm
sự hình thành các gốc tự do. (Feridoon Shahidi, 1999)
Nhờ các tính chất đặc trƣng trên, chitosan có thể đƣợc xem nhƣ là một chất
chống oxy hóa tự nhiên nhằm ổn định các loại thực phẩm có chứa lipid để kéo dài thời
hạn sử dụng.

14


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

1.4. Tổng quan về sấy thực phẩm
1.4.1. Giới thiệu về sấy
Sấy là quá trình sử dụng nhiệt để tách nƣớc ta khỏi mẫu nguyên liệu. Trong quá
trình sấy nƣớc đƣợc tách ra khỏi nguyên liệu theo nguyên tắc bốc hơi hoặc thăng hoa.
Có nhiều phƣơng pháp sấy và chúng đƣợc thực hiện theo những nguyên tắc khác nhau.
Chúng ta có thể chia các phƣơng pháp sấy theo những nhóm sau: sấy đối lƣu, sấy tiếp
xúc, sấy bức xạ, sấy bằng vi sóng và dịng điện cao tầng, sấy thăng hoa.
Trong phƣơng pháp sấy đối lƣu ngƣời ta sử dụng khơng khí nóng để làm tác
nhân sấy. Mẫu nguyên liệu sẽ đƣợc tiếp xúc trực tiếp với khơng khí nóng trong buồng
sấy, một phần ẩm trong nguyên liệu sẽ đƣợc bốc hơi. Nhƣ vậy mẫu nguyên liệu cần
sấy sẽ đƣợc cấp nhiệt theo nguyên tắc đối lƣu. Khi đó động lực của quá trình sấy là do:
-

Sự chênh lệch áp suất hơi tại bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy, nhờ đó

mà các phân tử nƣớc tại bề mặt nguyên liệu sẽ bốc hơi.
-

Sự chênh lệch ẩm tại bề mặt và tâm của nguyên liệu, nhờ đó mà ẩm tại tâm

nguyên liệu sẽ khuếch tán ra vùng bề mặt.
1.4.2. Các biến đổi của thủy sản trong q trình sấy khơ
Sự biến đổi của hệ vi sinh vật trong quá trình sấy khơ
Cá nhanh chóng dễ bị hƣ hỏng do tác động của vi sinh vật, do đó cá cần phải
đƣợc sấy khô để hạn chế sự tác động của vi sinh vật. Các tiêu chuẩn vi sinh thƣờng
đƣợc đƣa ra dựa trên tổng số vi sinh vật chỉ thị hoặc tổng số vi sinh vật gây bệnh. Đối
với các loại thực phẩm đƣợc bảo quản bằng phƣơng pháp sấy khô, điều quan trọng là
phải ức chế đƣợc hoạt động của vi sinh vật để ngăn chặn sự hƣ hỏng thực phẩm và
đảm bảo an toàn cho thực phẩm.
Wheeler và các cộng sự đã nghiên cứu các loại nấm thông thƣờng tác động đến

sự hƣ hỏng của cá ƣớp muối sấy khô ở Indonesia. Họ đã nghiên cứu hệ vi sinh vật của
cá ƣớp muối sấy khô dựa trên những hƣ hỏng có thể nhìn thấy và hƣ hỏng do nấm
mốc. Tổng cộng có 364 khuẩn lạc đƣợc phân lập từ 74 mẫu cá đƣợc ni cấy và xác
định. Ngồi ra, Waliuzzaman và cộng sự đã nghiên cứu sự phát triển của vi sinh vật

15


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

khi nhiệt độ từ 20 – 400C và độ ẩm tƣơng đối từ 20 – 60%. Có thể thấy rằng các vi
sinh vật đã phát triển trong thời gian sấy khô sản phẩm và rất dễ gây hƣ hỏng cho sản
phẩm. Cũng với mục đích đó, Rahman và cơng sự đã nghiên cứu những thay đổi của
hệ vi sinh vật trong quá trình sấy đối lƣu cá ngừ băm trong khoảng từ 40 đến 1000C.
Nếu nhiệt độ sấy thấp hơn 500C khơng có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật mà ngƣợc lại
làm tăng khả năng sinh trƣởng đáng kể. Nhiệt độ sấy của cá phải bằng hoặc cao hơn
600C để tránh nguy cơ vi sinh vật phát triển trong sản phẩm.
Việc hạn chế hoạt động của vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: hàm
lƣợng nƣớc trong sản phẩm, nhiệt độ sấy, nồng độ các chất ƣớp sản phẩm, cũng nhƣ
phƣơng pháp sấy. Việc làm giảm hoạt độ nƣớc trong một số sản phẩm có thể ức chế sự
tăng trƣởng của các vi sinh vật. (S.Mujumdar, 2006)
Phản ứng nâu hóa
Phản ứng nâu hóa làm biến đổi màu sắc, làm giảm giá trị dinh dƣỡng và các
chất hòa tan, giảm mùi vị, và gây ra những thay đổi cấu trúc sản phẩm sấy.
Pearson và cộng sự đã chứng minh rằng phản ứng nâu hóa có liên quan đến
phản ứng của các hợp chất cacbonyl với các nhóm amin, cơ thịt cá thƣờng có chứa
một lƣợng nhỏ carbohydrat ở dạng glycogen, đƣờng khử và nucleotide, trong khi các
nhóm amin lại có sẵn từ các protein cơ. Phản ứng nâu hóa xảy ra càng nhanh khi thời
gian và nhiệt độ sấy tăng. Phản ứng nâu hóa làm giảm lƣợng acid amin và đƣờng khử
có trong cơ thịt. Lysine, histidine, threonine, methionine và cysteine là một số acid

amin có thể tham gia vào phản ứng nâu hóa.
Ngồi ra, Potter đã xác định rằng phản ứng maillard xảy ra nhanh nhất trong
thời gian làm khô nếu độ ẩm giảm đến giá trị 15 – 20%. Khi độ ẩm giảm xuống hơn
nữa, tốc độ phản ứng chậm lại, khi độ ẩm sản phẩm dƣới 2% sự thay đổi màu sắc sản
phẩm sẽ không đáng kể ngay cả trong quá trình bảo quản tiếp theo. Trong các loại thực
phẩm có chứa carbohydrat, phản ứng nâu hóa có thể đƣợc kiểm sốt bằng cách làm
giảm hàm lƣợng đƣờng có trong sản phẩm. (S.Mujumdar, 2006)

16


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

Quá trình oxy hóa lipid
Trong q trình chế biến lipid rất dễ xảy ra hiện tƣợng oxy hóa. Q trình oxy
hóa lipid xảy ra nhanh chóng khi lipid tiếp xúc với khơng khí và nhiệt độ cao. Những
lipid có nhiều acid béo khơng no sẽ bị oxy hóa nhanh chóng. Vì vậy mỡ của động vật
thủy sản rất dễ bị oxy hóa.
Lipid bị oxy hóa sẽ tạo ra hydroperoxit, từ đó tạo nên các aldehyt no và không
no, các xeton, axit mono và dicacboxylic, aldeaxetic, xetoaxit, epoxyt... Sự oxy hóa
lipid xảy ra sẽ làm cho sản phẩm có mùi vị ơi thối, đắng khét… làm giảm chất lƣợng
và giá trị của thực phẩm. (Nguyễn Trọng Cẩn, 2011)
Q trình oxy hóa xảy ra với ba giai đoạn:
-

Giai đoạn đầu tạo thành gốc tự do: phát sinh phản ứng khi một vài phân tử lipid

(RH) bị oxy hóa để tạo thành gốc tự do.
-

Giai đoạn thứ hai: phát triển gốc tự do alkil R* hoặc alcocxil RO0 tạo thành

phản ứng oxy hóa.
-

Giai đoạn kết thúc: cắt đứt mạch làm mất các gốc tự do, chủ yếu là do tƣơng tác

của các gốc theo cơ chế lƣỡng phân.
Sự đơng đặc và biến tính của protein
Sự đơng đặc và biến tính của protid phụ thuộc vào nguyên liệu. Nếu nguyên
liệu đã gia nhiệt thì protid ít biến đổi, vì đã biến đổi từ trƣớc. Nguyên liệu đã ƣớp
muối, nếu điều kiện làm khơ tốt thì protid ít biến đổi, chất lƣợng cao, vì tác dụng của
muối ăn làm cho cơ thịt đƣợc cố định. Nếu điều kiện làm khơ khơng tốt thì ngƣợc lại.
(Nguyễn Trọng Cẩn, 2011)
Đối với nguyên liệu cá tƣơi, nhiệt độ là nhân tố chủ yếu ảnh hƣởng đến sản
phẩm trong quá trình làm khơ. Theo S.Mujumdar (2006), việc kích thƣớc cơ thịt giảm
khi sấy ở 60oC là do sự co rút của collagen. Khi gia nhiệt ở 70 – 750C có khả năng làm
gia tăng liên kết ngang cũng nhƣ làm tăng sự mất nƣớc của các protein sợi cơ, trong
khi xử lý ở nhiệt độ cao có thể làm collagen bị hịa tan hồn tồn. Sau khi sấy 1 giờ ở
500C, các sợi collagen của cá xuất hiện hiện tƣợng kết tụ bởi sự hình thành liên kết

17


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

giữa các protein bị biến tính bởi nhiệt trong gian bào. Khi sấy 1 giờ ở 600C lipoprotein
trong tƣơng cơ bị biến tính.
Sự thay đổi cấu trúc cơ do nhiệt bao gồm sự đông tụ của các mô liên kết, sự co
rút các đốt cơ, phân cắt sợi cơ và đông tụ các protein tƣơng cơ, làm mất tính đàn hồi

của cơ thịt.
Biến đổi về kết cấu
Trong q trình làm khơ, do mất nƣớc nên tổ chức của nguyên liệu co rút lại
chặt chẽ hơn. Khi nguyên liệu đƣợc sấy khô bằng khơng khí nóng, vì q trình làm
khơ chậm chạp nên tổ chức cơ thịt của chúng co rút lại nhiều, cấu trúc cơ thịt chặt chẽ,
khả năng hút nƣớc phục hồi kém, khi ăn cho ta cảm giác khô cứng và dai. (Nguyễn
Trọng Cẩn, 2011)
Biến đổi về chất dinh dưỡng
Nhìn chung, hàm lƣợng của vitamin B thƣờng thấp hơn 10% trong thực phẩm
khô so với thực phẩm tƣơi. Thiamin, acid folic, vitamin B6, vitamin C phần lớn bị phá
hủy bởi quá trình gia nhiệt khi sấy. Hầu hết các acid amin chịu nhiệt tƣơng đối ổn
định, chỉ có lysine là khơng bền. (S.Mujumdar, 2006)
Trong q trình sấy khơ, do men và vi sinh vật hoạt động phân giải một số chất
ngấm ra làm cho hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng giảm xuống. Đối với các sản phẩm
khơ mặn có qua khâu ƣớp muối cũng có thể làm tổn thất nhiều chất ngấm ra. Trong
q trình làm khơ lƣợng acid amin tự do lúc đầu giảm xuống, về sau tăng lên tƣơng
đối. Q trình làm khơ càng dài thì sự tổn thất của chất ngấm ra càng nhiều và làm cho
mùi vị càng giảm. (Nguyễn Trọng Cẩn, 2011)
Biến đổi về khối lượng và thể tích
Do nƣớc mất đi trong quá trình làm khơ, làm cho khối lƣợng giảm xuống và thể
tích của sản phẩm co rút lại. Đúng ra khối lƣợng và thể tích của nguyên liệu giảm đi
đúng bằng thể tích của nƣớc mất đi, tuy nhiên thực tế lại nhỏ hơn nguyên nhân là do
kết cấu tổ chức của cơ thịt cá là thể keo xốp cho nên khi nƣớc mất đi, các khoảng trống

18


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

của mô cơ vẫn tồn tại hoặc chỉ co rút phần nào nên thể tích co rút nhỏ hơn thể tích

nƣớc mất đi. (Nguyễn Trọng Cẩn, 2011)
1.4.3. Một số biến đổi của sản phẩm khơ khi bảo quản
Sự oxy hóa và thủy phân lipid
Nhân tố chủ yếu làm cho sản phẩm bị oxy hóa là do oxy trong khơng khí,
nhƣng cũng có nhiều nhân tố khác làm ảnh hƣởng nhƣ: ánh sáng, nhiệt độ, lƣợng
nƣớc, axit béo tự do, muối kim loại…
Q trình oxy hóa xảy ra làm cho màu sắc của chất béo từ vàng nhạt sang màu
sẫm và có mùi ôi khét.
Sự hư hỏng bởi vi sinh vật
Cá là nguồn xâm nhập của một lƣợng lớn vi sinh vật, một trong những yếu tố
chính góp phần làm giảm chất lƣợng của cá tại các nơi mua bán lẻ là xử lý và bảo quản
kém vệ sinh dẫn đến làm mất mùi vị của sản phẩm, phá hủy cấu trúc, nhiễm bẩn và vi
sinh vật. Đa số các vi sinh vật này đều là vi sinh vật không gây bệnh cho con ngƣời mà
chỉ gây hƣ hỏng sản phẩm cá, nhƣng cũng có nhiều vi sinh vật gây bệnh và gây ngộ
độc thực phẩm.
Sự nhiễm nấm mốc là một vấn đề phổ biến và ảnh hƣởng xấu đến chất lƣợng
của cá sấy khô. Theo nghiên cứu của Sinduja Prakash và các cộng sự thì các loại nấm
mốc chiếm ƣu thế trong cá ƣớp và phơi khô thay đổi tùy theo khu vực. Các loại nấm
thƣờng hiện diện ở phía bờ biển đơng nam của Ấn Độ là các lồi Aspergillus và
Penicillium. Tỷ lệ nhiễm Salmonella , Vibrio và một số vi khuẩn chỉ thị trong các sản
phẩm cá đƣợc bán ở thị trƣờng bán lẻ của Cochin. Chất lƣợng của thực phẩm giảm
trong suốt quá trình chết biến, bảo quản và phân phối chủ yếu là do vi sinh vật. Vi sinh
vật tồn tại trong thực phẩm quan hệ chặt chẽ với hệ vi sinh vật thực vật của môi
trƣờng. Mật độ vi khuẩn trong nƣớc biển trong khoảng từ 103 đến 106 tế bào trong 1ml
phụ thuộc vào điều kiện môi trƣờng.
Số lƣợng vi khuẩn và nấm tăng lên cùng với sự gia tăng độ ẩm của môi trƣờng
và độ ẩm của các sản phẩm thủy sản khô. Các vi khuẩn gây bệnh hiện diện ở các loài
19

Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

thủy sản khác nhau trong các mùa khác nhau. Các loài nấm A. niger, A. fumigatus và
A. flavus chiếm ƣu thế trong các loại thủy sản khô của cả 3 mùa và trong số đó, A.
niger và A. flavus cho thấy kháng muối 18%. Chất lƣợng kém của các sản phẩm cá
khơ có thể là do chế biến khơng hợp vệ sinh, không đủ muối với muối kém chất lƣợng
và không đƣợc bao gói kín. (Sinduja Prakash, 2004)
1.5. Tổng quan về lạnh đông thủy sản
1.5.1. Lạnh đông thủy sản
Lạnh đông là quá trình làm hạ nhiệt độ thực phẩm xuống thấp hơn điểm đóng
băng của nó, một phần nƣớc chuyển sang trạng thái tinh thể đá. Trong q trình lạnh
đơng hoạt độ nƣớc của thực phẩm giảm. Hoạt độ nƣớc thấp và nhiệt độ thấp là hai yếu
tố góp phần bảo quản thực phẩm. Q trình lạnh đơng có thể chia thành 3 giai đoạn
chính:
Giai đoạn 1: nhiệt độ giảm rất nhanh xuống dƣới điểm đóng băng của nƣớc (nhỏ
hơn 00C).
Giai đoạn 2: giai đoạn này hình thành lƣợng lớn các tinh thể đá, trong giai đoạn
này nhiệt độ có thể giảm nhẹ.
Giai đoạn 3: khi 50% nƣớc chuyển thành tinh thể đá, nhiệt độ bắt đầu giảm
nhanh, hầu hết nƣớc cịn lại đóng băng.
Khi nƣớc trong cá chuyển thành tinh thể đá, nồng độ muối và các thành phần
khác tăng lên.
1.5.2. Các biến đổi chính trong q trình bảo quản lạnh đơng
Sự oxy hóa
Oxy hóa lipid là vấn đề cơ bản xảy ra trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông
thủy sản, đây là nguyên nhân gây ra sự suy giảm giá trị dinh dƣỡng, mùi vị, màu sắc
của sản phẩm. Sự oxy hóa lipid ở cá xảy ra mạnh hơn các loại thịt khác, đặc biệt là cá
béo thì sự oxy hóa diễn ra càng mạnh do mỡ cá béo chứa nhiều các acid béo chƣa bão
hòa. Mức độ oxy hóa phụ thuộc vào sự có mặt của chất tiền oxy hóa, thành phần acid

20


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

béo và mức độ khơng no của lipid, sự có mặt của enzyme, nhiệt độ, hoạt độ nƣớc và bề
mặt tiếp xúc. Tốc độ oxy hóa tăng khi mức độ khơng bão hịa của lipid tăng. Khi có
mặt enzyme lipoxygenase thì sự oxy hóa đƣợc thúc đẩy. Q trình oxy hóa xảy ra khi
oxy từ bề mặt thực phẩm khuếch tán vào trong. Bao gói, bảo quản ở nhiệt độ thấp, sử
dụng chất chống oxy hóa, mạ băng có thể làm chậm q trình oxy hóa. Sự oxy hóa xảy
ra đối với thủy sản đông lạnh chủ yếu là tự oxy hóa và một phần nhỏ là oxy hóa do
enzyme.
Các sản phẩm của q trình oxy hóa lipid bao gồm aldehyde, ceton, các acid béo
mạch ngắn và các hợp chất khác. Nhiều hợp chất trong số đó có mùi vị khó chịu và
chúng kết hợp với nhau tạo ra mùi vị tanh và ôi khét đặc trƣng liên quan đến chất béo
của cá đã bị oxy hóa. Một vài sản phẩm oxy hóa thứ cấp dạng aldehyde phản ứng với
acid thiobarbituric, tạo nên sản phẩm có màu hơi đỏ có thể đo bằng quang phổ kế (H.H
Huss, 2004).
Sự mất nước
Một trong những biến đổi khác trong quá trình bảo quản lạnh đông là sự chuyển
ẩm từ bên trong cá ra môi trƣờng ngoài, và kết quả là làm mất nƣớc từ cá. Nguyên
nhân của hiện tƣợng nói trên là sự khuếch tán nƣớc từ bên trong mô ra bề mặt cá. Sự
dao động nhiệt độ kho lạnh là nguyên nhân chính gây ra hiện tƣợng mất nƣớc. Nếu
quá trình tách nƣớc diễn ra mạnh, bề mặt miếng cá sẽ trở nên khô, nhăn, tạo lớp váng
trắng trên bề mặt, cơ cá trở nên xốp. Khi cá mất nƣớc sẽ dẫn đến khối lƣợng giảm.
Khối lƣợng giảm đi tỉ lệ với bề mặt tiếp xúc sản phẩm. Ngoài tổn thất khối lƣợng, sự
mất nƣớc cịn làm biến tính protein và oxy hóa lipid. Sự mất nƣớc này còn làm sậm
màu của sản phẩm do nồng độ chất tan tăng.
Sự biến tính protein
Trong q trình bảo quản cá lạnh đơng sự biến tính protein là yếu tố đáng quan

tâm (Johnston và cộng sự, 1994). Tốc độ biến tính phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, ở
nhiệt độ gần điểm đóng băng, sự biến đổi này rất nhanh, ngay cả lúc nhiệt độ -100C sự
biến đổi nhanh đến nỗi từ một thực phẩm chất lƣợng cao có thể hƣ hỏng trong vịng
vài tuần. Tuy nhiên, sự biến tính protein có thể đƣợc làm chậm khi bảo quản ở nhiệt độ

21


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

thấp. Nguyên nhân gây ra hiện tƣợng này có thể là: sự tăng nồng độ chất tan, sự tự oxy
hóa và sự mất nƣớc. Các biến đổi trên làm mất cân bằng về tƣơng tác giữa proteinprotein, protein-nƣớc. Trong quá trình lạnh đơng, protein tiếp xúc với pha lỏng khơng
đóng băng, lúc này lực ion trong dung dịch khơng đóng băng tăng làm thay đổi cấu
trúc tự nhiên của protein. Trong quá trình tách nƣớc, liên kết protein-nƣớc trong tế bào
bị phá vỡ làm giảm liên kết của phần phân cực của phân tử protein với nƣớc do đó làm
thay đổi hình dạng protein. Ngồi ra, sự oxy hóa lipid ảnh hƣởng tới đặc tính chức
năng của protein xuất hiện liên kết giữa protein và các sản phẩm của phản ứng oxy
hóa. Theo Gustavo và cộng sự (2006) lí do dẫn đến sự biến tính protein là do
formaldehyde đã liên kết với protein cơ.
Sự biến tính protein của cá đơng lạnh dễ nhận thấy khi rã đông, miếng cá trở nên
đục, mềm. Thịt cá khơng đàn hồi, dịch bị thất thốt ra ngồi dễ dàng. Khi nấu, thịt cá
trở nên khơ và xơ.
1.5.3. Mạ băng và vai trò của lớp mạ băng đối với sản phẩm thủy sản lạnh đông
Mạ băng là quá trình áo một lớp nƣớc đá mỏng ở bề mặt ngồi của thủy sản lạnh
đơng bằng cách phun sƣơng hoặc nhúng vào nƣớc.
Vai trò của lớp băng mạ:
Bảo vệ thực phẩm chống oxi hoá các thành phần dinh dƣỡng do tiếp xúc với
khơng khí.
Chống q trình thăng hoa nƣớc đá trong thực phẩm gây ra hiện tƣợng cháy lạnh
và giảm khối lƣợng sản phẩm.

Giảm tổn hao nhiệt trong quá trình bảo quản.
Giảm thiểu va chạm trong quá trình vận chuyển và bảo quản.
Các yếu tố ảnh hƣởng đến tỉ lệ mạ băng là thời gian mạ băng, nhiệt độ thủy sản,
nhiệt độ nƣớc mạ băng, kích thƣớc sản phẩm, hình dạng sản phẩm.
1.6. Một số nghiên cứu cơ sở
Với đặc tính kháng khuẩn và chống oxi hóa, chitosan đƣợc coi là hoạt chất sinh
học rẻ tiền, sẵn có và có nguồn gốc tự nhiên ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. Việc

22


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

sử dụng chitosan để bảo quản thủy sản đã đƣợc nghiên cứu và công bố rộng rãi trên
thế giới. Theo công bố trên tạp chí khoa học thú y của Ý, Aygỹl Kỹỗỹkgỹlmez
(2012) ó nghiờn cu nh hng ca chitosan n thời gian sử dụng của cá mòi phi lê
ƣớp trong suốt q trình bảo quản lạnh. Trong cơng đoạn ƣớp muối, một mẫu có bổ
sung 1% chitosan và một mẫu không sử dụng chitosan. Sau 60 ngày bảo quản ở điều
kiện 40C, hàm lƣợng TBARS của mẫu sử dụng chitosan thấp hơn so với mẫu đối
chứng, hàm lƣợng TVB-N (Total volatile basic nitrogen) vẫn đƣợc duy trì ở mức thấp
trong suốt thời gian bảo quan, giá trị pH < 4.5 và các giá trị L *, a *, b * của cá mịi
phi lê ƣớp khơng bị tác động đáng kể, tổng vi khuẩn có thể tồn tại đƣợc tìm thấy ít hơn
1log CFU/g, và thời hạn sử dụng của mẫu sử dụng chitosan đƣợc nhận thấy là dài hơn
so với mẫu đối chứng khoảng 10 ngày. Cũng với mục đích nghiên cứu tƣơng tự,
Wenjiao Fan và các cộng sự (2008) đã nghiên cứu và kết luận rằng với việc sử dụng
dung dịch chitosan 2% làm lớp phủ trong suốt 30 ngày bảo quản ở -30C thì cá mè thì
vẫn giữ đƣợc những đặc tính chất lƣợng tốt và kéo dài thời hạn sử dụng. Sathivel
(2006) đã nghiên cứu sự ảnh hƣởng của chitosan lên cá hồi đông lạnh, sau 8 tháng bảo
quản, các mẫu nhúng chitosan có chỉ số TBARS và pH thấp hơn mẫu đối chứng, độ
ẩm các mẫu nhúng chitosan cao hơn mẫu đối chứng. Hay Bartolomeu (2010) đã công

bố rằng khi dùng chitosan để tạo màng cho cá hồi trƣớc khi đông lạnh, tác dụng của
chitosan thể hiện rõ rệt sau 9 ngày bảo quản, hàm lƣợng TMA (Trimethylamine),
TVB-N (Total volatile basic nitrogen), TBARS đều thấp hơn so với mẫu đối chứng.
Ngoài ra, Alexandre Feigenbaum và cộng sự (2006) đã nghiên cứu và kết luận rằng
nồng độ chitosan 1%, 2% có tác dụng kìm hãm q trình oxy hóa lipid cá hồi fillet sau
3 tháng bảo quản đơng lạnh. Chitosan đóng vai trị nhƣ một màng chắn cách ly thực
phẩm khỏi môi trƣờng bảo quản, hạn chế sự tác động của môi trƣờng đến sản phẩm,
đồng thời với đặc tính chống oxy hóa và kháng khuẩn, chitosan có thể đƣợc dùng để
duy trì chất lƣợng thực phẩm khi bảo quản. Trong các sản phẩm chế biến khô, chitosan
cũng đƣợc sử dụng nhƣ một màng bao năng động để chống lại q trình oxy hóa và
tăng cƣờng khả năng kháng khuẩn để kéo dài thời gian bảo quản ở nhiệt độ thƣờng.
Tri Winarni Agustini và Sri Sedjati (2007) đã nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ
chitosan và thời gian bảo quản đến chất lƣợng cá cơm muối khô (Stolephorus

23


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

heterolobus). Họ đã tiến hành thử nghiệm với nồng độ chitosan (0.0%; 0.5%; 1.0%) và
thời gian bảo quản (0, 2, 4, 6, 8 tuần) ở nhiệt độ phòng và đƣa ra kết luận rằng các mẫu
sử dụng chitosan trong màng bao làm giảm đáng kể tổng số vi khuẩn so với mẫu đối
chứng. Tuy nhiên khả năng kháng khuẩn của mẫu sử dụng 0.5% chitosan khơng có sự
khác biệt so với mẫu sử dụng nồng độ chitosan 1% theo ý nghĩa thống kê.
Cũng nhƣ chitosan, trà xanh đƣợc biết đến nhiều bởi khả năng chống oxy hóa và
đặc tính kháng khuẩn của nó. Siriianani (2010) đã sử dụng sản phẩm trà xanh để mạ
băng tôm đông lạnh. Sau 30 ngày bảo quản, chỉ số TBARS của các mẫu mạ băng bằng
trà thấp hơn hẳn các mẫu không mạ băng. Sau 180 ngày, các mẫu mạ băng với 5%
dịch chiết trà có chỉ số TBARS thấp hơn các mẫu mạ băng bằng nƣớc. Hay
Mohammad Ali Sahari (2011) chỉ ra rằng sử dụng polyphenol trà xanh để bảo quản cá

kilka có hiệu quả tích cực trong việc ngăn ngừa oxy hóa lipid. Mẫu đƣợc bảo quản với
nồng độ polyphenol 200ppm tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với mẫu đối
chứng sau 14, 38, 62 giờ bảo quản. Kết quả trên chứng minh rằng trà xanh có tác dụng
làm chậm q trình oxy hóa, nồng độ trà xanh càng cao thì khả năng chống oxy hóa
càng thể hiện rõ khi bảo quản trong thời gian dài. Một nghiên cứu của Ấn Độ (2008)
cho thấy: chất polyphenol có trong trà xanh có thể giúp bảo quản thực phẩm tƣơi sống
nhƣ thịt lợn, thịt bị, cá… mà khơng cần đến tủ lạnh hay các chất bảo quản khác.
Nhóm nghiên cứu cho biết chất polyphenol có trong trà xanh khơng chỉ giúp chống lại
một số bệnh mà nó cịn giúp làm chậm q trình oxy hố của mỡ có trong thịt do đó
cho phép chúng ta giữ đƣợc các thực phẩm tƣơi lâu hơn. Tiến sỹ Kumudavally, chủ
nhiệm nghiên cứu cho biết, trong thí nghiệm với thịt cừu, chiết xuất từ trà xanh cho
phép bảo quản thịt cừu ở nhiệt độ 250C và độ ẩm là 85%. Ông Kumudavally cũng cho
biết, chiết xuất từ trà xanh giàu chất polyphenol cho phép loại bỏ vi khuẩn xâm nhập
làm hỏng thịt trong vòng 4 ngày. Hơn nữa, việc sử dụng chiết xuất từ trà xanh để bảo
quản thịt tƣơi sống không làm thay đổi mùi vị của thịt. Ngoài ra, các gốc tự do và các
chất bị ơ xy hố sẽ ít xuất hiện ở những loại thịt đƣợc bảo quản với tinh chất trà xanh.
Một nghiên cứu khác tại Việt Nam về tác dụng chống oxy hóa của polyphenol từ lá
chè xanh Việt Nam đƣợc thực hiện bởi Mai Tun,Vũ Bích Lan, Ngơ Đại Quang
(1999). Tác dụng kháng oxy hóa (antioxidation) của polyphenol thu đƣợc từ lá chè

24


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

xanh Việt nam đã đƣợc đánh giá theo khả năng bảo quản dầu hạt cải. Trong thời gian
bảo quản, dầu tiếp xúc với khơng khí, bị oxy hố và tăng trọng lƣợng. Khi có mặt chất
kháng oxy hố, thì q trình oxy hoá của dầu bị hạn chế. Tác dụng kháng oxy hố của
chất antioxidant càng mạnh, thì sự oxy hố dầu càng chậm. Khả năng kháng oxy hoá
của polyphenol đƣợc đánh giá khi tăng tỉ lệ polyphenol trong dầu và khi so sánh với

các chất có tính chất kháng oxy hoá đã biết nhƣ axit ascorbic (vitamin C) và
tocopherol (vitamin E). Khi tăng tỉ lệ polyphenol trong dầu từ 1.10-3% đến 1.10-2% thì
q trình oxy hố dầu chậm đi rất nhiều. Khả năng kháng oxy hoá của polyphenol
càng thấy rõ khi so sánh với trƣờng hợp không dùng polyphenol. Tác dụng kháng oxy
hoá của polyphenol so với axit ascorbic và tocopherol đều tốt hơn nhiều, mặc dù trong
trƣờng hợp tocopherol đã dùng tỉ lệ gấp đôi.
Việc nghiên cứu về sự kết hợp hai thành phần trà xanh và chitosan trong bảo
quản thực phẩm cũng đã bƣớc đầu đƣợc thực hiện. Ubonrat Siripatrawan và Bruce R.
Harte (2010) đã nghiên cứu chế tạo màng bảo quản thực phẩm năng động làm từ
chitosan kết hợp với dung dịch chiết xuất trà xanh (GTE). Nghiên cứu đƣợc tiến hành
với nồng độ chitosan 2% trong dung dịch acid acetic 1% sau đó phối trộn với trà xanh
theo các nồng độ 2%, 5%, 10%, 20%. Kết quả cho thấy việc bổ sung trà xanh vào
màng chitosan cải thiện đặc tính kỹ thuật, chống q trình bay hơi nƣớc và tăng cƣờng
khả năng chống oxy hóa của màng. Nghiên cứu cho thấy lợi ích của việc kết hợp trà
xanh vào màng chitosan và tiềm năng sử dụng loại màng này nhƣ một loại bao bì năng
động. Đến năm 2012, Ubonrat Siripatrawan và Suparat Noipha lại tiếp tục nghiên cứu
chế tạo màng năng động từ chitosan kết hợp với chiết xuất trà xanh (màng-CGT) để
kéo dài thời hạn sử dụng của xúc xích heo và kết quả cho thấy mẫu đƣợc bao bọc
màng-CGT cho thấy những thay đổi thấp hơn về màu sắc, kết cấu, giá trị TBARS, sự
phát triển của vi sinh vật, và đặc tính cảm quan so với các mẫu đƣợc bao bọc bởi màng
chỉ có chitosan (màng-C) và mẫu đối chứng. Họ kết luận rằng sự kết hợp dịch chiết
xuất trà xanh và chitosan làm tăng cƣờng khả năng chống oxy hóa và kháng khuẩn của
màng bao thực phẩm và do đó duy trì đƣợc những phẩm chất và kéo dài hạn sử dụng
của xúc xích.

25


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Phƣơng tiện nghiên cứu
2.1.1. Thời gian nghiên cứu
Đề tài đƣợc tiến hành trong vòng 9 tháng, từ tháng 2/2013 đến tháng 10/2013.
2.1.2. Địa điểm nghiên cứu
Phịng thí nghiệm Bộ mơn Cơng nghệ chế biến thủy sản súc sản (F5.03), Trƣờng
Đại học công nghiệp TP.HCM, 12 Nguyễn Văn Bảo, Phƣờng 4, Quận Gò
Vấp, TP.HCM.
Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản 2, Số 116 Nguyễn Đình Chiểu, Phƣờng Đa
Kao, Quận 1, TP.HCM.
2.1.3. Nguyên vật liệu dùng trong nghiên cứu
Cá tra (Pangasius hypophthalmus):
Nguồn cung cấp: Vựa số 21, Chợ Căn Cứ, Quận Gò Vấp.
Chất lƣợng nguyên liệu:
Cá cịn sống.
Khối lƣợng đồng đều 1,0 – 1,2kg/con.
Khơng bị trầy xƣớc.
Chitosan:
Nguồn cung cấp: Trƣờng Đại học Nha Trang
Các thông số kỹ thuật:
Trạng thái: dạng bột.
Màu sắc: vàng nhạt.
Mùi, vị: không mùi vị.

26


Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng - 2013

Độ ẩm: 10.55%.
Hàm lƣợng chitosan: 97%.
Hàm lƣợng tro: 0.09%.
Hàm lƣợng nitơ tổng: 5.84%.
Độ nhớt: 838 cps.
Độ deacetyl hóa: 86.64%.
Độ tan: 99.1%.
Độ đục: 21.2 NTU.
Trà xanh:
Nguồn gốc: Bảo Lộc, Lâm Đồng.
Chất lƣợng nguyên liệu: lá trà tƣơi, ít lá dập, héo hay lá úa. Lá trà đƣợc hái thủ
công và vận chuyển từ Bảo Lộc đến Tp. Hồ Chí Minh trong vịng 24h.
Hóa chất:
Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu là hóa chất tinh khiết dùng trong phân tích do
cơng ty Merck sản xuất.
2.2. Nội dung nghiên cứu
2.2.1. Cơ sở nghiên cứu
Kế thừa những kết quả từ các nghiên cứu đã công bố trình bày ở mục 1.6 và
dựa trên kết quả của một số thực nghiệm cơ sở, chúng tôi tiến hành các thí nghiệm trên
hai sản phẩm cá tra fillet đông lạnh và cá tra fillet sấy khô để xem xét kỹ hơn tính chất
chức năng cũng nhƣ khả năng ứng dụng vào thực tế của việc kết hợp chitosan và trà
xanh nhằm duy trì chất lƣợng sản phẩm trong thời gian tồn trữ.
Đối với nhóm sản phẩm cá tra fillet sấy khô, dựa vào kết quả nghiên cứu của
Tri Winarni Agustini (2007), chúng tôi chọn nồng độ chitosan là 0.5% trong dung dịch
acid acetic 1% để phối trộn với dịch trà xanh trích ly. Nồng độ dung dịch trà sử dụng
là 10%. Các thông số cố định trong qui trình sản xuất cá tra sấy khơ đƣợc cố định nhƣ

27